Конфиденциальность местоположения и безопасность беспилотных транспортных средств: система аутентификации на основе ZKP и ECDDH

Быстрое развитие беспилотных транспортных средств (SDV) потребовало разработки надежных механизмов аутентификации для обеспечения безопасности и сохранения конфиденциальности связи между автомобилями. Традиционные протоколы аутентификации часто раскрывают информацию о местоположении автомобиля, что вызывает опасения по поводу слежки и несанкционированного наблюдения. В исследовании предлагается новый протокол аутентификации Zero-Knowledge Proof (ZKP), усиленный протоколом Диффи — Хеллмана на эллиптических кривых (ECDDH), который позволяет SDV подтверждать свое присутствие в пределах ограниченной территории, не раскрывая своего точного местоположения. Предлагаемый протокол использует вычисления с поддержкой 5G для оптимизации вычислительной эффективности и несущественной задержки процедуры аутентификации, обеспечивая масштабируемость в автомобильных сетях высокой плотности. Предложенная схема формально подтверждена с помощью BAN-логики, что доказывает ее устойчивость к атакам повторного воспроизведения, подделке местоположения и попыткам несанкционированного доступа. Оценка производительности, проведенная в MATLAB, демонстрирует эффективность протокола: результаты показывают, что задержка при реализации процедуры аутентификации составляет примерно 54,7 мс (100 автомобилей), постоянные коммуникационные накладные расходы составляют 448 байт на сессию, а успешность аутентификации достигает 100%. Сравнительный анализ со схемами аутентификации на основе ECDH и RSA подтверждает гарантии безопасности протокола и оптимизацию расходов на связь. Полученные результаты подтверждают, что предложенный механизм аутентификации является эффективным решением для обеспечения аутентификации с сохранением конфиденциальности в автономных автомобильных сетях, что делает его эффективным вариантом для обеспечения безопасности будущих интеллектуальных транспортных систем.